- A: diện tích bề mặt buồngđốt (m2) được tính bằng công thức:
1 dQht dQhrdpp d
4.5 Tỉ lệ xoáy
Độ rối của hỗn hợp khí trong xy lanh được thể hiện qua các đồ thị dưới đây. Dựa vào đồ thị tỷ số xoáy cuộn theo phương ngang và xoáy cuộn theo phương đứng đánh giá mô hình cổ nạp khí tối ưu của động cơ. Dựa vào hình dạng dòng khí, ta có thể quan sát được các khu vực xoáy swirl và cuộn tumble.
Hình 4.27Tỷ số xoáy của mô hình động cơ nguyên mẫu (15o) và cải tiến (30o)
Từ đồ thị tỷ lệ độ xoáy, mức dao động độ xoáy của động cơ Honda Future đạt (-0.1, 1.25) và của động cơ cải tiến đạt (-0.15,13.82). Kết quả cho thấy động cơ cải tiến có độ xoáy dao động lớn hơn động cơ nguyên mẫu. Đồng thời, giá trị cực đại của tỷ lệ xoáy của động cơ cải tiến là 1.38 lớn hơn động cơ nguyên mẫu là 1.25. Giá trị tăng của tỷ lệ xoáy lốc cực đại là 1.32
Hình 4.28Tỷ lệ cuộn của mô hình động cơ nguyên mẫu (15o) và cải tiến (30o)
Tỷ lệ cuộn của hai mô hình được thể hiện ở hình 4.9. Mô hình động cơ nguyên mẫu có độ cuộn dao động từ -0.75 đến 0.56 và mô hình động cơ cải tiến có độ cuộn dao động từ -0.76 đến 0.75. Ngoài ra, giá trị cực đại của tỷ lệ cuộn của động cơ cải tiến (0.75) cao hơn hẳn giá trị của động cơ ban đầu là 0.56. Như vậy, giá trị cực đại và độ dao động của tỷ lệ cuộn của động cơ cải tiến lớn hơn so với động cơ xe
Từ những kết quả mô phỏng động cơ đốt trong ở trên, chúng ta thấy rằng góc nghiêng của cổ góp nạp có ảnh hưởng đáng kể đến độ xoáy của động cơ nói riêng, cũng như ảnh hưởng đến hiệu suất của động cơ nói chung. Điều này được thể hiện qua đồ thị tỷ lệ xoáy và đặc biệt là tỷ lệ cuộn của động cơ đốt trong. Như vậy, động cơ đốt trong xe Honda Future có góc nghiêng cổ nạp khi thay đổi với giá trị là 30o có thể đạt tỷ lệ xoáy 1.38 (giá trị ban đầu là 1.28) và tỷ lệ cuộn 0.75 (giá trị ban đầu là 0.56).
Ngoài ra, dòng khí rối được chia làm ba thành phần chính. Xoáy lốc, xoáy cuộn và xoáy cuộn ngang, ba thành phần này đặc trưng cho ba thành phần của vec tơ vận tốc quay quanh ba trục chính của hệ trục tọa độ. Do đó, ứng với mổi thiết kế, giá trị xoáy sẽ được biểu diễn thông qua cả tỉ lệ xoáy cuộn ngang, ngoài tỉ lệ xoáy lốc và tỉ lệ xoáy cuộn theo phương chính đã kể trên. Hình 4.10 trình bày ba thành phần xoáy lốc, xoáy cuộn và xoáy cuộn ngang trong buồng đốt.
Tỉ lệ xoáy cuộn ngang cũng có giá trị cao tương đương tỉ lệ xoáy cuộn theo phương chính. Tất cả các tỉ lệ xoáy lốc đều đạt giá trị cực đại vào cuối kỳ hút, tức khi pít tông tiến về điểm chết dưới, do trong giai đoạn ngày, toàn bộ không khi đã được hút vào buồng đốt, số lượng dòng khí xoáy hỗn hợp ba thành phần xoáy lốc, xoáy cuộn và xoáy cuộn ngang theo đó được gia tăng, dẫn đến tỉ số xoáy đạu giá trị cực đại. Khi pít tông di chuyển lên trên, do hình dạng của dòng khí xoáy lốc có bề mặt song song với bề mặt của pit tông, nên quá trình dịch chuyển lên của pít tông sẽ không làm gia tăng mà se làm giảm bới dần hiệu ứng xoáy lốc, do đó tỉ số xoáy lốc tiến về giá trị 0. Tuy nhiên, đối với xoáy cuộn, cả hai thành phần xoáy cuộn đều có phương dịch chuyển của dòng khí xoáy vuông góc với bề mặt pit tông, do đó khi pít tông đi lên, bề mặt pít tông có tác dụng như một tấm chắn theo phương pháp tuyến với dòng khí cuộn chính và khí cuộn ngang, quá trình tiếp xúc này dẫn đến việc gia tăng sự xoáy cuộn trong lòng xy lanh, do đó, giá trị tỉ số xoáy cuộn thường không đạt cực đại tại điểm chết dưới mà luôn có giá trị cao nhất khi pít tông di chuyển lên một đoạn tương ứng.